"Unkonventionelle" Ideen zur dramatischen Steigerung der Produktivität von Softwareentwicklungsprojekten. Wieviel Produktivität bringt mir hohe Qualität? Wie die Qualität steigern? Wie die Qualität sichern? Wie Fehler von vornherein vermeiden? Vorstellung einiger unkonventioneller Ansätze wie: Besseres Verständnis durch weniger Dokumentation, bessere Qualität durch weniger Tests, schnellere Entwicklung durch mehr broken Builds

1. e-movimento Software Design & Beratung GmbH
1030 Wien ● Marxergasse 7/26 ► www.e-movimento.com
Mastering Architecture-, Design- and
Code-Quality
Unkonventionelle Ansätze zur
Produktivitätssteigerung

2. Vorstellung
 Name: DI Sebastian Dietrich
 Tätigkeiten:
 Java-Softwareentwickler & Softwarearchitekt
 Lead-Developer, Scrum-Master
 Berater, Trainer
 Überzeugungen & Leidenschaften:
 Technische Qualität  Produktivität
 Praxiserfahrung & theoretischer Background
 Agile Softwareentwicklung, Java, Android, Wikipedia
 Kontakt:
 mailto://Sebastian.Dietrich@e-movimento.com
 http://managing-java.blogspot.co.at
 http://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer:Sebastian.Dietrich
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3. Technische Qualität vs. Produktivität
 Frage:
 Wieviel Zeit kostet hohe
technische Qualität in der
Softwareentwicklung?
 Wieviel Zeit bringt hohe
technische Qualität in der
Wartungsphase?
 Antwort: Die Frage ist falsch:
 Wartung beginnt mit der Analyse
 Technische Qualität spart (auch
während der Entwicklung) Zeit ein.
 Richtige Frage:
 Wieviel Zeit/Geld/Kunden kostet uns schlechte technische Qualität?
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[DeMarco 82]
7%
67%
13%
5%
8%
Analyse
Design
Codierung
Testen
Wartung

4. 7%
67%
13%
5%
8%
Analyse
Design
Codierung
Testen
Wartung
7%
13%
5%
6%
53%
16%
Analyse
Design
Codierung
Testen
Wartung
Ersparnis
Kosten schlechter technischer Qualität
= „Technische Schuld“
 Technische Schuld =
„Zusätzlicher Aufwand, den man für
Änderungen und Erweiterungen an
schlecht geschriebener Software im
Vergleich zu gut geschriebener Software
einplanen muss.“
 Kosten Technischer Schuld:
 + 5-10% Entwicklungsaufwand
 + 20-40% Test &
Fehlerbehebungsaufwand
 + 20% Wartungsaufwand
 + verlorene Umsätze & Kunden
[McConnel 2003], [Wiegers 2002], [Jones 2000],
[Gilb and Graham 1993], [Humphrey 1998],
[Fagan 1976]
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[DeMarco 82]

5. Technische Schuld
Warum unkonventionelle Ansätze?
 Personelle Ansätze:
 „Bessere Entwickler“
 „Bessere QS-Tools“
 „Mehr Zeit für QS“
 „Bessere PMs“
 Klassische Ansätze:
 Code-reviews
 Statische Code-Analyse
 „moderne“ Ansätze
 Pair Programming
 Test Driven Development
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Hochsprung, Olympische Spiele 1928
„moreofthesame“
„unkonventionell“

6. Unkonventionelle Ansätze
In der Architektur
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Stein
Betonfundament
Eisen Stahl
Stahlbeton
Industrielle Fertigung (1-6 Jahre)

7. Unkonventioneller Ansatz #1:
„Arbeite professionell“
 Frage: Wer ist Anfänger - Junior, wer ist Senior - Experte?
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8. Unkonventioneller Ansatz #1:
„Arbeite professionell“
 Traurige Realität in der Informatik:
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9. „Arbeite professionell“
Forderungen an professionelle Entwickler
 Software Professionalism:
 We will not ship shit
 We will always be ready
 Stable productivity
 Inexpensive adaptability
 Continuous improvement
 Fearless competence
 Extreme quality
 QA will find nothing
 We cover for each other
 Honest estimates
 Say „No“
 Automation
 Continuous Aggressive Learning
 Mentoring
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Robert C. Martin:
„Demanding Professionalism
in Software Development“
http://www.youtube.com/watch?v=p0O1VVqRSK0

10. „Arbeite professionell“
Konsequenzen für professionelle Entwickler
1. Frage nicht, tue es!
 Jesuitenprinzip nach Dave Burns:
„Um Verzeihung bitten ist einfacher,
als um Erlaubnis zu fragen“
 Ein Professionist fragt nicht, ob er
professionell arbeiten darf!
2. Ignoriere diesbezüglich Projektleiter!
 Projektleiter sind Projektleiter & keine
Nachhilfelehrer
 Einmischung in Arbeitsweise =
Micromanagement = Antithese zu
Projektleitung
3. Ignoriere diesbezüglich Kunden!
 Kunden sind nicht für das „wie“ verantwortlich
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CCD Armbänder
Konsequenz genug?

11.  Typische Projektdokumente:
 Warum dokumentieren wir?
Reflexion, Kommunikation, Absicherung
Dokumentation
Warum dokumentieren wir?
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Lastenheft
Pflichtenheft
Funktionale Spezifikation
Nicht-Funktionale Spezifikation
Usecases
Stories
ObjektmodelleProjektauftrag
ProjektplanungProjektumweltanalyse
Projektrisikoanalsye
Projektfortschrittsbericht
Projekttagebuch
Projektstrukturplan
UML-Diagramme
GlossarSchnittstellendefinition
Architekturbeschreibung
Datenbankmodell
Code-Kommentare
Javadoc
ToDos, FIXMEs, XXX
Tasks
Code-Reviews
CheckIn Kommentare
Schnittstellenbeschreibungen
Testpläne
Testdesign-Spezifikation
Testfälle
Testlog
Testabschlussberichte
Bug-Reports
Feature-Requests
Benutzerhandbücher
Anwender-Tutorials
Abnahmeprotokolle
Installationshandbuch
Betriebshandbuch
Projektabschlussbericht
Stundenlisten
Projektrollendefinition
ProjektzieldefinitionArbeitspaketspezifikation
To-Do-ListenMeetingprotokolle
Meetingagenden
Projektfunktionendiagramm

12. Dokumentation
Nachteile von Dokumentation
 Dokumentation ist sauteuer:
 Kommerzielle Softwareprojekte:
28 - 66 Seiten / KLOC [Jones 99], [Boehm 88]
 Typisches großes Softwareprojekt:
 100 Personenjahre Entwicklung ~1.000 KLOC
 ~ 28.000 – 66.000 Seiten Dokumentation
 ~ 10 - 40 Personenjahre Dokumentation
  Üblicherweise gilt:
Dokumentationskosten > Codierungskosten
 Nachteile von Dokumentation:
 Dokumentation ist immer veraltet
 Dokumentation ist kaum auffindbar
 Dokumentation wird meist nicht gelesen
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13. Unkonventioneller Ansatz #2:
„Dokumentiere nichts – kommuniziere lieber“
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 Warum dokumentieren wir?
Reflexion, Kommunikation, Absicherung
 Dafür gibt es geeignetere Techniken:
 Brainstormings, Analyse-Sessions, CRC-Cards, Prototypen, …
 echte face2face Kommunikation, Mentoring, Pair-Programming, …
 Vertrauen, Collective Ownership, Tests,
 Beispiel Code-Dokumentation:
//fill Person from Database via Reflection
Object personFromDB = loadFromDB(id);
BeanUtils.copyProperties(person, personFromDB);
...
 Warum nicht (Programming by Intention)?:
fillPersonFromDatabase(person, id);
...

14. „Dokumentiere nichts – kommuniziere lieber“
Beispiel JavaDoc
 Beispiel (Klasse Mitarbeiter):
...
/**
* Sets the name of this person.
* @param name the name of this person
* @exception IllegalArgumentException
* when name is shorter than 3 characters
*/
public void setFirstName(String name) {
if (name.length <= 3)
throw new IllegalArgumentException();
...
 Alternative (via BeanValidation 1.1):
public void setFirstName(@NotNull @Size(min=4) firstName) {
...
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15. „Dokumentiere nichts – kommuniziere lieber“
Konsequenzen für Entwickler
 Erkenntnis:
 Dokumentation ist sauteuer und bringt wenig
 Es gibt bessere & günstiger Möglichkeiten fürs
Reflektieren, Kommunizieren, Absichern
 Konsequenzen:
 Guter Code benötigt keine Kommentare
 Code Kommentare sind immer ein Smell &
Zeichen für zu hohe Komplexität [Fowler 99]
 Schreibe Code der kommuniziert
 Lesbarer Code, geringe Komplexität, kurze
Methoden, Programming by Intention
 Gutes Design benötigt kein Javadoc
 Signatur der Methoden ist Teil des Designs,
Javadoc ist nicht Teil der Signatur
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16. Testen
Warum testen wir?
 Warum testen wir?
 Warum schreiben wir Unit-Test?
 Warum schreiben wir
Integrationstests?
 Warum schreiben wir Testfälle?
Warum führen wir Testfälle durch?
Um Kosten zu reduzieren
 Entwicklungskosten, Wartungskosten
 Fehlerbehebungskosten
 Imagekosten
 …
 Wieviel darf uns daher der Test
kosten?
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Performancetests
Securitytests
Penetrationtests
Integrationstests
Systemtests
Loadtests
Abnahmetests
Usablity Test
Unit-Tests
Lasttests
Regressiontests
Fehlertests
Schnittstellentests
Installationstests
Crashtests
Smoketests
Stresstests

17. Systemtest
Kosten – Nutzen Rechnung
Kosten Nutzen
Systemtestaufwand:
~ 1 PT / Testfall
Systemtest findet
~ 1 Fehler / Testfall
Fehlerbehebungsaufwand:
~ 1PT / Fehler
(10x wie während Entwicklung)
Je behobener Fehler:
0,5 – 0,8 neue (unentdeckte)
Fehler
80 – 150%
der Entwicklungskosten
Systemtest findet
max. 25 – 55% der Fehler
 Systemtest:
Teststufe, bei der das gesamte System
gegen die gesamten Anforderungen getestet wird.
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[Jones 86], [Jones 96a], [Jones 96b], [Shull 02], [McConnell 04]

18. Unittest
Kosten – Nutzen Rechnung
Kosten Nutzen
Unit-Testaufwand:
~ 2-3x Entwicklungsaufwand
„Code Coverage“ ?
„Refactoring“ ?
Fehlerbehebungsaufwand:
~ 1h / Fehler
(1/10 wie während Test)
Je behobener Fehler:
0,5 – 0,8 neue (unentdeckte)
Fehler
~ 50% der Entwicklungskosten Unit-Test findet
max. 15 – 70% der Fehler
 Unit-Tests:
Teststufe, bei der funktionale Einzelteile (Module)
auf korrekte Funktionalität geprüft werden.
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[Jones 01], [Humphrey 89], [Software Metrics 01]

19. Unittests
Warum gute Unittests so teuer sind
 Gute Unittests (gilt auch für TDD):
 Haben Assertions (die den Vertrag der Methoden testen):
 Vorbedingungen (typische / untypische / extreme / unerlaubte)
 Nachbedingungen (Rückgabewerte & Exceptions, State-Änderungen)
 Invarianten (was sich nicht ändern darf)
 Haben 100% Assertion-Coverage (Code-Coverage ist unwichtig)
 Testen Units (& mocken Referenzen auf andere Units weg)
 Berücksichtigen State (Quasimodale & Modale Klassen) und
Reihenfolge der Methodenaufrufe (Unimodale & Modale Klassen)
 Hinterlassen das System, wie sie es vorgefunden haben
 Laufen daher in beliebiger Reihenfolge
 Sind Refactoring-Safe
 Testen auch das Design (z.B. Liskovsches Substitutionsprinzip)
 Laufen auf dem CI Server & geben rasches Feedback (< 1 min.)
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20. Unkonventioneller Ansatz #3:
„Teste nichts – verhindere Fehler“
 Wie technische Fehler verhindern?
 Test Driven Development:
Designe mittels Tests
 Keine weiteren Unit-Tests &
Integrationstests mehr nötig
 Reduziere State & Abhängigkeiten auf
das absolut notwendigste
 Wie fachliche Fehler verhindern?
 Behavior Driven Development:
Analyse mittels Tests
 Keine Systemtests und
Abnahmetests mehr nötig
 Entwicklung (& TDD) wesentlich
einfacher & weniger Aufwand
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Moskitonetz –
Verhindert Bugs

21. „Teste nichts – verhindere Fehler“
Konsequenzen für Entwickler
 Erkenntnis:
 Testen ist sauteuer und bringt wenig
 Es gibt bessere & günstiger Möglichkeiten um
Fehler zu verhindern
 Konsequenzen:
 Bestehe auf BDD Analysen (in Gherkin)
 Schreibe Steps die gegen die BL testen
 Definiere die Schnittstellen mittels TDD
 Designe ein GUI ohne jedweder Logik
 „QA will find nothing“
 Konsequenzen für Tester:
 Lerne Gherkin und werde Analytiker
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22. Continuous Integration
Warum machen wir Continuous Integration?
 Warum?
 Geringerer Integrationsaufwand
 Automatische QS auf CI-Server
(vs. „Runs on my Machine“)
 …
 Was testen die Tests am CI-Server?
 Unit-Tests?
 Integrationstests?
 Systemtests = BDD Szenarien?
 Technische Qualität?
 Was, wenn die technische
Qualität nicht passt?
Wir nehmen Technische Schuld auf
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23. Unkonventioneller Ansatz #4:
„Brich den Build – und nimm keine technische Schulden auf“
 Brich den Build auch wenn die
technische Qualität nicht passt:
 Architektur
 Architekturverletzungen
 Zyklen
 Technisches Design:
 Doppelter & Toter Code
 Verletzung OO Designprinzipien
 Wenn der Code nicht passts
 Naming & Coding-Conventions
 Code-Smells, mögliche Bugs
 Komplexität
 Wenn der Trend nicht passt
 Metriken
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PMD
CPD
Checkstyle Sonargraph
Sotograph
Simian
JDepend
NDepend
Macker
FindBugs
Lint
CppCheck
FXCop
Axivion
NCSS
CMT
UCDetector
CRAP
Sonar Build Breaker Plugin

24. ► www.e-movimento.com, Sebastian Dietrich24
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Q&A[Sebastian Dietrich]
Sebastian.Dietrich@e-movimento.com
http://managing-java.blogspot.com